CuCl常用于有机合成催化剂,并用于颜料、防腐等工业。工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,另外还含有少量SiO2) 为主要原料制备CuCl的主要流程如下:
已知:CuCl难溶于水和乙醇,在空气中易被氧化,在水溶液中存在平衡:
CuCl(白色)+2C1-[CuCl3]2- (无色溶液)。
回答下列问题:
(1)流程中的“滤渣”的主要成分是________ (填化学式)。
(2)"溶液A"中含有硫酸铜、硫酸铁,则在一定条件下黄铜矿与稀硫酸、氧气反应的化学方程式为_____ 。
(3)当①中观察到___ 时(填实验现象),即表明反应已经完全,反应的离子方程式为_______ 。
(4)②中的“一系列操作”是____ 、过滤、用无水乙醇洗涤、真空干燥。真空干燥的目的是____ 。
(5)已知:常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]= 8.0×10-38;溶液中离子浓度≤1.0×10 -5mol·L-1时,可认为该离子已沉淀完全。若溶液A中c(Cu2+)=0.5 mol·L-1,加入氧化铜(忽略溶液体积变化),使溶液中Fe3+恰好沉淀完全,此时是否有Cu(OH)2沉淀生成?______ (结合计算回答)。
(6)工业上还可以利用铜电极作阳极电解饱和食盐水制备CuCl,阳极的电极反应式为_____ 。
已知:CuCl难溶于水和乙醇,在空气中易被氧化,在水溶液中存在平衡:
CuCl(白色)+2C1-[CuCl3]2- (无色溶液)。
回答下列问题:
(1)流程中的“滤渣”的主要成分是
(2)"溶液A"中含有硫酸铜、硫酸铁,则在一定条件下黄铜矿与稀硫酸、氧气反应的化学方程式为
(3)当①中观察到
(4)②中的“一系列操作”是
(5)已知:常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]= 8.0×10-38;溶液中离子浓度≤1.0×10 -5mol·L-1时,可认为该离子已沉淀完全。若溶液A中c(Cu2+)=0.5 mol·L-1,加入氧化铜(忽略溶液体积变化),使溶液中Fe3+恰好沉淀完全,此时是否有Cu(OH)2沉淀生成?
(6)工业上还可以利用铜电极作阳极电解饱和食盐水制备CuCl,阳极的电极反应式为
更新时间:2020-12-31 17:21:18
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【推荐1】Ca10(PO4)6(OH)2(羟基磷酸钙,简写HAP)是一种新型的环境功能矿物材料,可用于除去水体中的F-、Cd2+、Pb2+及Cu2+等。
(1)制备HAP的步骤如下:分别配制250mL浓度均为0.5 mol·L-1的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液(pH约为8),按n(Ca)/n(P)=1.67分别量取相应体积的溶液,加热至50℃,不断搅拌下,按特定的方式加料,强力搅拌1h,再经后续处理得到产品。
①特定的加料方式是__________ (填序号)。
a.将Ca(NO3)2溶液逐滴滴入(NH4)2HPO4溶液中, 再用氨水调节pH至10.5
b.将(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入Ca(NO3)2溶液中,再用氨水调节pH至10.5
c.将(NH4)2HPO4溶液和氨水混合并调节pH至10.5,再滴入Ca(NO3)2溶液
②反应生成Ca10(PO4)6(OH)2的离子方程式为__________ 。
(2)HAP脱除F-的操作是:在聚四氟乙烯烧杯中加入50mL 10mg·L-1NaF溶液和0.15gCa10(PO4)6(OH)2,在恒温下振荡,每隔1h测定一次溶液中F-浓度,直至达到吸附平衡。
①实验中“烧杯”材质用“聚四氟乙烯”塑料而不用玻璃,其原因是__________ 。
②除氟反应形式之一是: Ca10(PO4)6(OH)2+20F-10CaF2+6PO+2OH-,该反应的平衡常数K=__________ [用Ksp(CaF2)和Ksp(HAP)表示]。
(3)HAP脱除Pb(Ⅱ)包括物理吸附和溶解-沉淀吸附。物理吸附时,HAP的特定位可吸附溶液中某些阳离子;溶解-沉淀吸附的机理为:
Ca10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)10Ca2+(aq)+6PO(aq)+2H2O(l)(溶解)
10Pb2+(aq)+6PO(aq)+2H2O(l)Pb10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)(沉淀)
已知Pb(Ⅱ)的分布分数如图-1所示;一定条件下HAP对Pb(1)平衡吸附量与pH的关系如图-2所示。
①能使甲基橙显红色的Pb(Ⅱ)溶液中滴入少量NaOH至溶液呈中性,该过程中主要反应的离子方程式为__________ 。
②当pH<3.0时,pH越小HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量稍减小,其原因是__________ 。
③当pH> 7.0时,生成的沉淀为__________ (填化学式);此时pH越大HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量越小,其原因是__________ 。
(1)制备HAP的步骤如下:分别配制250mL浓度均为0.5 mol·L-1的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液(pH约为8),按n(Ca)/n(P)=1.67分别量取相应体积的溶液,加热至50℃,不断搅拌下,按特定的方式加料,强力搅拌1h,再经后续处理得到产品。
①特定的加料方式是
a.将Ca(NO3)2溶液逐滴滴入(NH4)2HPO4溶液中, 再用氨水调节pH至10.5
b.将(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入Ca(NO3)2溶液中,再用氨水调节pH至10.5
c.将(NH4)2HPO4溶液和氨水混合并调节pH至10.5,再滴入Ca(NO3)2溶液
②反应生成Ca10(PO4)6(OH)2的离子方程式为
(2)HAP脱除F-的操作是:在聚四氟乙烯烧杯中加入50mL 10mg·L-1NaF溶液和0.15gCa10(PO4)6(OH)2,在恒温下振荡,每隔1h测定一次溶液中F-浓度,直至达到吸附平衡。
①实验中“烧杯”材质用“聚四氟乙烯”塑料而不用玻璃,其原因是
②除氟反应形式之一是: Ca10(PO4)6(OH)2+20F-10CaF2+6PO+2OH-,该反应的平衡常数K=
(3)HAP脱除Pb(Ⅱ)包括物理吸附和溶解-沉淀吸附。物理吸附时,HAP的特定位可吸附溶液中某些阳离子;溶解-沉淀吸附的机理为:
Ca10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)10Ca2+(aq)+6PO(aq)+2H2O(l)(溶解)
10Pb2+(aq)+6PO(aq)+2H2O(l)Pb10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)(沉淀)
已知Pb(Ⅱ)的分布分数如图-1所示;一定条件下HAP对Pb(1)平衡吸附量与pH的关系如图-2所示。
①能使甲基橙显红色的Pb(Ⅱ)溶液中滴入少量NaOH至溶液呈中性,该过程中主要反应的离子方程式为
②当pH<3.0时,pH越小HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量稍减小,其原因是
③当pH> 7.0时,生成的沉淀为
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【推荐2】铋酸钠(,相对分子质量为280)常用作分析试剂、氧化剂,还用于制药工业。它是一种浅黄色至褐色的无定形粉末。工业上以辉铋矿(主要成分是,含少量、、等杂质)为原料制备铋酸钠的流程如下:
已知:滤液中含有、、和、等离子。
回答下列问题:
(1)浸渣的主要成分是_______ (填化学式);提高“酸浸”速率的措施有_______ (写出其中一条即可)。
(2)“酸浸”时,参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______ 。
(3)加入CuO粉末调节滤液可除去其中的,其原因是_______ 。
(4)“除铜”过程中,先与氨水反应生成沉淀,再溶于氨水生成。常温下,加入氨水使沉淀完全,则所调节溶液的_______ 。(计算结果保留1位小数)。(已知:沉淀完全时的浓度为 mol·L,,)
(5)已知不溶于冷水,取少量于试管中,加入浓盐酸,产生黄绿色气体,该反应的离子方程式为_______ 。从热溶液中得到晶体的操作依次为_______ 、洗涤、干燥。
(6)取上述所制备的产品10.00 g,加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应,再用1.20 mol·L 标准溶液滴定生成的,当溶液紫红色褪去,且半分钟内不再恢复原色,即达到滴定终点,重复此操作2~3次,平均消耗标准溶液的体积为28.00 mL,该产品的纯度为_______ %(计算结果保留3位有效数字)。(已知:,,两离子反应方程式均未配平)
已知:滤液中含有、、和、等离子。
回答下列问题:
(1)浸渣的主要成分是
(2)“酸浸”时,参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(3)加入CuO粉末调节滤液可除去其中的,其原因是
(4)“除铜”过程中,先与氨水反应生成沉淀,再溶于氨水生成。常温下,加入氨水使沉淀完全,则所调节溶液的
(5)已知不溶于冷水,取少量于试管中,加入浓盐酸,产生黄绿色气体,该反应的离子方程式为
(6)取上述所制备的产品10.00 g,加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应,再用1.20 mol·L 标准溶液滴定生成的,当溶液紫红色褪去,且半分钟内不再恢复原色,即达到滴定终点,重复此操作2~3次,平均消耗标准溶液的体积为28.00 mL,该产品的纯度为
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【推荐3】锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,以某硫化锌精矿(主要成分是ZnS,还含有少量FeS等其他成分)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)在该流程中可循环使用的物质是Zn和H2SO4,基态S原子占据最高能级的原子轨道的形状为_____ ,SO的空间结构为______ 。
(2)“焙烧”过程在氧气气氛的沸腾炉中进行,“焙砂”中铁元素主要以Fe3O4形式存在,写出“焙烧”过程中FeS主要发生反应的化学方程式:______ ;“含尘烟气”中的SO2可用氨水吸收,经循环利用后制取硫酸,用氨水吸收SO2至溶液的pH=5时,所得溶液中的=_____ 。[已知:Ka1(H2SO3)=1.4×10-2;Ka2(H2SO3)=6.0×10-8]
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,所得“滤渣”的成分为_____ (填化学式),分离“滤液”与“滤渣”的操作名称为_____ 。
(4)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸(稀硫酸)浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。
①下列设想的加快浸取反应速率的措施中不合理的是_____ (填标号)。
A.将稀硫酸更换为98%的浓硫酸
B.将硫化锌精矿粉碎
C.适当升高温度
②硫化锌精矿的主要成分ZnS遇到硫酸铜溶液可慢慢地转化为铜蓝(CuS):ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq),该反应的平衡常数K=____ 。[已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=6.4×10-36]
回答下列问题:
(1)在该流程中可循环使用的物质是Zn和H2SO4,基态S原子占据最高能级的原子轨道的形状为
(2)“焙烧”过程在氧气气氛的沸腾炉中进行,“焙砂”中铁元素主要以Fe3O4形式存在,写出“焙烧”过程中FeS主要发生反应的化学方程式:
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,所得“滤渣”的成分为
(4)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸(稀硫酸)浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。
①下列设想的加快浸取反应速率的措施中不合理的是
A.将稀硫酸更换为98%的浓硫酸
B.将硫化锌精矿粉碎
C.适当升高温度
②硫化锌精矿的主要成分ZnS遇到硫酸铜溶液可慢慢地转化为铜蓝(CuS):ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq),该反应的平衡常数K=
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【推荐1】氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气。光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置,图2为电解尿素的碱性溶液制氢气的装置示意图电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极。
(1)图1中N型半导体为______ 填“正极”或“负极”
(2)该系统工作时,A极的电极反应式为______
(3)若A极产生 ,则此时B极产生______ L 标况下。
(1)图1中N型半导体为
(2)该系统工作时,A极的电极反应式为
(3)若A极产生 ,则此时B极产生
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【推荐2】KMnO4和MnO2都是实验室常见药品,某小组同学对这两种物质做了如下探究。
I.从粗品(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)中获得MnO2,其工艺流程如图。
请回答下列问题:
(1)第①步操作中,加快酸溶速率的措施______ 。
(2)第②步操作中,NaClO3将Mn2+转化为MnO2,利用电解法也可实现这步转化,生成MnO2的电极反应式为______ 。
(3)第③步操作中,Cl2生成NaClO3的反应化学方程式为______ 。
(4)为得到纯净的MnO2,需将过滤后的MnO2合并后进行洗涤。设计检验MnO2是否洗涤干净的实验方案:______ 。
(5)NaClO3和MnO2在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取Cl2,制取相同物质的量的Cl2消耗NaClO3与MnO2的物质的量之比为______ 。
II.探究酸性KMnO4和Na2C2O4的反应
(6)该小组同学做了如下实验:将酸性KMnO4溶液逐滴滴入一定体积的Na2C2O4溶液中(温度相同,并不断振荡),记录现象如表:
①请将MnO氧化C2O的离子方程式补充完整:_______ 。
______MnO+_______C2O+_______=______Mn2++______CO2↑+_______
②请分析KMnO4溶液褪色时间变化的最可能原因_______ 。
I.从粗品(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)中获得MnO2,其工艺流程如图。
请回答下列问题:
(1)第①步操作中,加快酸溶速率的措施
(2)第②步操作中,NaClO3将Mn2+转化为MnO2,利用电解法也可实现这步转化,生成MnO2的电极反应式为
(3)第③步操作中,Cl2生成NaClO3的反应化学方程式为
(4)为得到纯净的MnO2,需将过滤后的MnO2合并后进行洗涤。设计检验MnO2是否洗涤干净的实验方案:
(5)NaClO3和MnO2在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取Cl2,制取相同物质的量的Cl2消耗NaClO3与MnO2的物质的量之比为
II.探究酸性KMnO4和Na2C2O4的反应
(6)该小组同学做了如下实验:将酸性KMnO4溶液逐滴滴入一定体积的Na2C2O4溶液中(温度相同,并不断振荡),记录现象如表:
滴加KMnO4溶液的量 | KMnO4溶液紫色褪去所需的时间 | |
滴入第1滴 | 60s | |
滴入第2滴 | 15s | |
滴入第3滴 | 3s | |
滴入第4滴 | 1s |
______MnO+_______C2O+_______=______Mn2++______CO2↑+_______
②请分析KMnO4溶液褪色时间变化的最可能原因
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【推荐3】我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题:
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-395.6kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=___________
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和___________
③500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为,则0~20min内v(CH4)=___________ mol·L-lmin-1,平衡时CH4选择性=___________ (CH4选择性=)。
(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4/HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为___________
②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe做电极,电解质溶液为稀硫酸,其阳极反应式为___________
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:
反应1:3CH3OH⇌C3H6(g)+H2O(g);
反应2:2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea=___________ kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是___________
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-395.6kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和
③500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为,则0~20min内v(CH4)=
(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4/HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为
②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe做电极,电解质溶液为稀硫酸,其阳极反应式为
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:
反应1:3CH3OH⇌C3H6(g)+H2O(g);
反应2:2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea=
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【推荐1】以重晶石(BaSO4为主,含有钙等杂质)为原料,可按如下工艺生产碳酸钡:
温度为1173K~1473K时回转窑中发生的主要反应:C+O2CO2,C+CO22CO;BaSO4+4CBaS+4CO↑,BaSO4+2CBaS+2CO2↑。
(1)煤粉的主要作用是______________ 。
(2)若回转窑中通过量空气,则BaCO3产率________ (填“降低”、“升高”、“不变”)。
(3)用 90~95℃的热水浸取BaS转化为可溶性化合物时无气体生成,此过程反应的化学方程式__________________ 。
(4)在回转窑产生的废气,其中________ 可以在碳化过程得到重新利用;硫化钡黑灰热水浸取,保温后热过滤除去的残渣也可在其他工业生产中再利用,如废渣中的 CaSO4可作 ____________ (写一种即可)。
(5)为了得到纯净的BaCO3,省略的操作是_____________________ 。
(6)已知反应BaSO4(s)+CO32-(aq)⇌BaCO3(s)+SO42-(aq),某同学利用该反应在实验室模拟BaSO4转化为BaCO3的过程:若每次加入1 L 2 mol/L的Na2CO3溶液,至少需要____ 次,可以将0.3 mol BaSO4完全转化为BaCO3。[Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=5×10-9]
温度为1173K~1473K时回转窑中发生的主要反应:C+O2CO2,C+CO22CO;BaSO4+4CBaS+4CO↑,BaSO4+2CBaS+2CO2↑。
(1)煤粉的主要作用是
(2)若回转窑中通过量空气,则BaCO3产率
(3)用 90~95℃的热水浸取BaS转化为可溶性化合物时无气体生成,此过程反应的化学方程式
(4)在回转窑产生的废气,其中
(5)为了得到纯净的BaCO3,省略的操作是
(6)已知反应BaSO4(s)+CO32-(aq)⇌BaCO3(s)+SO42-(aq),某同学利用该反应在实验室模拟BaSO4转化为BaCO3的过程:若每次加入1 L 2 mol/L的Na2CO3溶液,至少需要
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【推荐2】纳米铁可用于制作高密度磁性材料。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下:已知:草酸是一种二元酸
(1)“酸溶”过程中可以加快反应速率和提高浸出率的方法有_______ 。(写出两种)。
(2)写出“酸溶”时氧化还原反应的离子方程式:_______ 、。
(3)固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体,若产物中,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为_______ 。
(4)取少量产品分散于水中,_______ (填操作步骤),可验证所得铁粉直径是否为纳米级
(5)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的,反应原理如图所示。①在铁粉总量一定的条件下,废水中的溶解氧过多不利于的去除,原因是_______ 。
②该过程中体现了纳米铁粉的_______ 性(填“氧化”或“还原”)。
(1)“酸溶”过程中可以加快反应速率和提高浸出率的方法有
(2)写出“酸溶”时氧化还原反应的离子方程式:
(3)固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体,若产物中,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为
(4)取少量产品分散于水中,
(5)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的,反应原理如图所示。①在铁粉总量一定的条件下,废水中的溶解氧过多不利于的去除,原因是
②该过程中体现了纳米铁粉的
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】如图所示,此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸,其他试剂任选。填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的药品是__________ 。B中反应的离子方程式是______________________________________ 。
(2)实验开始时先将止水夹a_________ (填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程___________________________________________ 。
(4)实验完毕,打开b处止水夹,放入一部分空气,此时B瓶中发生的反应为______________ 。
(5)知识拓展,下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是__________ (填序号)。
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的药品是
(2)实验开始时先将止水夹a
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程
(4)实验完毕,打开b处止水夹,放入一部分空气,此时B瓶中发生的反应为
(5)知识拓展,下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是
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